機(jī)械制造技術(shù)課件

1、緒緒 論論機(jī)械制造技術(shù)啤酒生產(chǎn)工藝流程冶煉，鑄造，鍛造，焊接等冶煉，鑄造，鍛造，焊接等 機(jī)械加工，熱處理機(jī)械加工，熱處理裝配裝配熱加工熱加工冷加工冷加工金屬液體注入鑄型金屬液體注入鑄型型腔中，待其冷卻型腔中，待其冷卻后成為鑄件后成為鑄件通過外力作用下使金通過外力作用下使金屬產(chǎn)生塑性變形，使屬產(chǎn)生塑性變形，使之形成一定的外形與之形成一定的外形與尺寸的毛坯或零件尺寸的毛坯或零件 包括熔焊、壓焊、包括熔焊、壓焊、釬焊等連接方式將釬焊等連接方式將金屬鏈接在一起金屬鏈接在一起 作業(yè)：鑄造、鍛壓適用于什么情況下的作業(yè)：鑄造、鍛壓適用于什么情況下的生產(chǎn)？具有什么特點(diǎn)？生產(chǎn)？具有什么特點(diǎn)？ 鑄造 鍛壓1 鍛壓

2、2金屬切削加工 利用切削工具從工件上切除多余金屬材料。 常用的金屬切削方法有車削、銑削、刨削、磨削、拉削、鏜削、鉆削等，適用于不同零件、不同加工要求、不同生產(chǎn)情況之中。 車削、鏜削 銑削 磨削 鉆削 刨削、插削 拉削金屬切削加工 砂型鑄造 IT16鍛造IT10IT14 沖壓IT10IT14車削IT7IT12銑削IT4IT7刨削IT7IT12研磨IT01IT5圓磨IT5IT7平磨IT5IT8鉆削IT11IT14鉸孔IT6IT10鏜削IT7IT12拉削IT5IT8作業(yè)：公差等級(jí)的含義是什么？不同的公差作業(yè)：公差等級(jí)的含義是什么？不同的公差等級(jí)使用于何種配合？等級(jí)使用于何種配合？生產(chǎn)過程與工藝過程

3、生產(chǎn)過程可以按照原材料、毛坯、半成品、成品的制造過程來組織；也可按不同的車間加工環(huán)節(jié)來組織。 在生產(chǎn)過程中凡屬直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、物理化學(xué)性能以及相對(duì)位置關(guān)系的過程，統(tǒng)稱為工藝過程；其它過程則稱為輔助過程，例如統(tǒng)計(jì)報(bào)表、動(dòng)力供應(yīng)、運(yùn)輸、保管、工具的制造修理等。工藝過程 一個(gè)同樣要求的零件，可以采用幾種不同的工藝過程來加工； 針對(duì)具體的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)情況，往往總有一種工藝過程在給定的條件下是最合理的； 把工藝過程的有關(guān)內(nèi)容用文件的形式固定下來指導(dǎo)生產(chǎn)，這個(gè)文件稱為工藝規(guī)程。 課程研究的是機(jī)械制造加工工藝及裝配工藝。汽車裝配工藝流程工藝過程的組成工序 一個(gè)工人或一組工人，在一個(gè)工作地對(duì)同

4、一工件或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。 工序是工藝過程的基本組成部分，工序是制訂生產(chǎn)計(jì)劃和進(jìn)行成本核算的基本單元。 在同一工序內(nèi)所完成的工作必須是連續(xù)的。思考：思考：P5范例中，粗磨、精磨為什么是兩個(gè)不同工序？范例中，粗磨、精磨為什么是兩個(gè)不同工序？車削中粗車、精車也是兩個(gè)不同的工序嗎？車削中粗車、精車也是兩個(gè)不同的工序嗎？階梯軸工序劃分1 階梯軸工序劃分2工藝過程的組成工序 零件的加工工序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序等。這些工序的順序直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本。 在設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)，應(yīng)合理地安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序，并解決好工

5、序間的銜接問題。工序安排原則 基面先行原則：基面先行原則：用作精基準(zhǔn)的表而，應(yīng)優(yōu)先加工。因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的表而越精確，裝夾誤差就越??；對(duì)定位基準(zhǔn)面進(jìn)行粗加工和半精加工，必要時(shí)，還要進(jìn)行精加工。 先粗后精原則：先粗后精原則：各個(gè)表面的加工順序按照粗加工半精加工精加工光整加工的順序依次進(jìn)行，這樣才能逐步提高加工表面的精度和減小表面粗糙度。粗精加工劃分的必要性 避免鑄造、鍛造時(shí)積累的內(nèi)應(yīng)力的釋放而影響加工精度； 避免粗加工時(shí)較大夾緊力與切削力引起的彈性變形及熱變形造成的精度影響； 粗加工可發(fā)現(xiàn)毛坯內(nèi)部缺陷（如鑄造砂眼等）； 合理使用機(jī)床； 便于熱處理工序的安排。 粗加工粗加工 半精加工半精加工 精加工精

6、加工 精密加工精密加工 超精密加工超精密加工工序安排原則 先主后次原則：先主后次原則：零件上的工作面及裝配面精度要求較高，屬于主要表面，應(yīng)先加工。自由表面、鍵槽、緊固用的螺孔和光孔等表面，精度要求較低，屬于次要表面，可穿插進(jìn)行，一般安排在主要表面達(dá)到一定精度后、最終精加工之前加工。 先面后孔原則：先面后孔原則：對(duì)于箱體類、支架類、機(jī)體類的零件，一般先加工平面，后加工孔。因?yàn)槭褂眉庸み^的平面定位穩(wěn)定可靠；而且在加工過的平面上加工孔不僅容易，而且保證孔的軸線不易偏斜，能提高孔的加工精度。 工藝過程的組成安裝思考：在同一個(gè)工序中，被加工零件僅能安裝一次嗎？思考：在同一個(gè)工序中，被加工零件僅能安裝一次

7、嗎？如多次安裝該工序是否就會(huì)被劃分為多個(gè)工序？如多次安裝該工序是否就會(huì)被劃分為多個(gè)工序？工藝過程的組成安裝 在同一工序中，工件在工作位置可能只裝夾一次，也可能要裝夾幾次。 從減小裝夾誤差及減少裝夾工件所花費(fèi)的時(shí)間考慮，應(yīng)盡量減少安裝數(shù)。工藝過程的組成工位 工位是工件相對(duì)于機(jī)床（或刀具）占據(jù)的一個(gè)確切位置，用以完成對(duì)應(yīng)的那一部分工藝過程。 在同一工序中，有時(shí)為了減少由于多次裝夾而帶來的誤差及時(shí)間損失，往往采用轉(zhuǎn)位工作臺(tái)或轉(zhuǎn)位夾具。多工位加工實(shí)例1多工位加工實(shí)例2工藝過程的組成工位思考：若僅用該轉(zhuǎn)塔車床完成零件的加工，那么該加思考：若僅用該轉(zhuǎn)塔車床完成零件的加工，那么該加工由幾個(gè)工序完成？工由幾個(gè)

8、工序完成？工藝過程的組成工步 工步是在加工表面、切削刀具和切削用量（僅指機(jī)床）都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程。 有時(shí)為簡化工步，可將同工件上鉆削多個(gè)同直徑孔視為一個(gè)工步； 某些加工中，用幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)表面，也被看作是一個(gè)工步，稱為復(fù)合工步。 作業(yè)：區(qū)分工序、工位、工步的概念。作業(yè)：區(qū)分工序、工位、工步的概念。工藝過程的組成走刀 在一個(gè)工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切，每切削一次，就稱為一次走刀。生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型可劃分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種； 單件生產(chǎn)：產(chǎn)品種類很多，同一種產(chǎn)品的數(shù)量不多，生產(chǎn)很少重復(fù)； 大量生產(chǎn)：產(chǎn)品的品種較少，數(shù)量很大，每臺(tái)設(shè)備經(jīng)常重復(fù)地

9、進(jìn)行某一工件的某一工序的生產(chǎn)； 成批生產(chǎn)：成批地制造相同零件的生產(chǎn)，按批量多少和被加工零件自身的特性，又可進(jìn)一步劃分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)；小批生產(chǎn)接近單件生產(chǎn)，大批生產(chǎn)接近大量生產(chǎn)；中批生產(chǎn)介于單件生產(chǎn)和大量生產(chǎn)之間。生產(chǎn)類型注意：相同零件不同批量的生產(chǎn)，會(huì)造成工序的劃分注意：相同零件不同批量的生產(chǎn)，會(huì)造成工序的劃分不同，具體情況應(yīng)該視零件本身及生產(chǎn)設(shè)備而定。不同，具體情況應(yīng)該視零件本身及生產(chǎn)設(shè)備而定。產(chǎn)品種類多產(chǎn)品種類多同種產(chǎn)品數(shù)量不多同種產(chǎn)品數(shù)量不多生產(chǎn)很少重復(fù)生產(chǎn)很少重復(fù)單件生產(chǎn)單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)成批生產(chǎn)成批制造相同零件成批制造相同零件產(chǎn)品種少產(chǎn)品種少同種產(chǎn)品數(shù)量大同種產(chǎn)品數(shù)量大

10、單臺(tái)設(shè)備重復(fù)某工序單臺(tái)設(shè)備重復(fù)某工序大量生產(chǎn)大量生產(chǎn)生產(chǎn)類型生生 產(chǎn)產(chǎn) 類類 型型同種零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件同種零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）年）重型零件重型零件中型零件中型零件輕型零件輕型零件單單 件件 生生 產(chǎn)產(chǎn)520100成成 批批生生 產(chǎn)產(chǎn)小小 批批510020200100500中中 批批1003002005005005000大大 批批30010005005000500050000大大 量量 生生 產(chǎn)產(chǎn)1000500050000零件重量范圍機(jī)械產(chǎn)品類別機(jī)械產(chǎn)品類別加工零件的重量加工零件的重量 / kg輕型零件輕型零件中型零件中型零件重型零件重型零件電子工業(yè)機(jī)械電子工業(yè)機(jī)械443030機(jī)機(jī) 床

11、床15155050重型機(jī)械重型機(jī)械10010020002000作業(yè)：排定作業(yè)：排定P5零件大批量生產(chǎn)時(shí)的工序。零件大批量生產(chǎn)時(shí)的工序。 熟悉并理解熟悉并理解P8中表中表14的內(nèi)容，能的內(nèi)容，能根據(jù)不同的生產(chǎn)類型確定相關(guān)工藝特征。根據(jù)不同的生產(chǎn)類型確定相關(guān)工藝特征。金屬切削加工 金屬切削的三要素分別是主軸轉(zhuǎn)速vc、進(jìn)給量vf和背吃刀量ap。作業(yè)：切削三要素的基本概念。作業(yè)：切削三要素的基本概念。由表1-4可知，不同的生產(chǎn)類型具有不同的工藝特征。在制訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，必須首先確定生產(chǎn)類型，生產(chǎn)類型確定之后，工藝過程的總體輪廓就勾畫出來了。在同一個(gè)工廠中，可能同時(shí)存在幾種不同生產(chǎn)類型的生產(chǎn)。

12、例如，長春第一汽車集團(tuán)公司是一個(gè)大量生產(chǎn)性質(zhì)的企業(yè)，但是它的工具分廠卻是成批生產(chǎn)性質(zhì)的分廠。即使是在同一個(gè)分廠中，也可能同時(shí)存在著不同生產(chǎn)類型的生產(chǎn)。例如，長春第一汽車集團(tuán)公司的發(fā)動(dòng)機(jī)分廠是大量生產(chǎn)性質(zhì)的分廠，可是它的雜件車間卻是成批生產(chǎn)性質(zhì)的車間。判斷一個(gè)工廠（或一個(gè)車間）的生產(chǎn)類型應(yīng)根據(jù)該廠（或車間）的主要工藝過程的性質(zhì)來確定。一般說，生產(chǎn)同樣一個(gè)產(chǎn)品，大量生產(chǎn)要比成批生產(chǎn)、單件生產(chǎn)的生產(chǎn)效率高，成本便宜，性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。但是社會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的需求量有多有少。有沒有可能對(duì)那些社會(huì)需求量不多的產(chǎn)品按照規(guī)模生產(chǎn)的方式組織生產(chǎn)呢？可能性是有的，出路在于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，如果產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的標(biāo)

13、準(zhǔn)化、系列化系數(shù)能達(dá)到(7080)%以上，即使在各類產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量不大的條件下也能組織區(qū)域性的（例如東北地區(qū)、華東地區(qū)等）專業(yè)化的大批量生產(chǎn)，可以取得很高的經(jīng)濟(jì)效益。此外，推行成組技術(shù)，組織成組加工，也可使大批量生產(chǎn)中被廣泛采用的高效率加工方法和設(shè)備應(yīng)用到中小批生產(chǎn)中去。基準(zhǔn)用來確定生產(chǎn)對(duì)象幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面，稱為基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類；工藝基準(zhǔn)又可分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)等。一設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)注設(shè)計(jì)尺寸所依據(jù)的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。圖1-4a中，A與B互為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；圖1-4b中40外圓是60外圓的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；圖1-4c中平

14、面1是平面2與孔3的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，孔3是孔4和孔5的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；圖1-4d中中心線是內(nèi)孔30H7、齒輪分度圓48和頂圓50h8的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 二工藝基準(zhǔn)二工藝基準(zhǔn) 工藝過程中所使用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。按其用途之不同，又可分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。1工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)在工序圖上用來確定本工序加工表面尺寸、形狀和位置所依據(jù)的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)（又稱原始基準(zhǔn)）。圖1-5是一個(gè)工序簡圖，圖中端面C是端面T的工序基準(zhǔn)，端面T是端面A、B的工序基準(zhǔn)，孔中心線為外圓D和內(nèi)孔d的工序基準(zhǔn)。為減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差，應(yīng)盡量使工序基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。2定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)在加工中用作定位的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。作為

15、定位基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面，在工件上有時(shí)不一定具體存在（例如，孔的中心線、軸的中心線、平面的對(duì)稱中心面等），而常由某些具體的定位表面來體現(xiàn)，這些定位表面稱為定位基面。例如，在圖1-5中，工件被夾持在三爪卡盤上車外圓D和鏜內(nèi)孔d，此時(shí)D和d的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)皆為中心線，而定位基面則為外圓面E。3測量基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)工件在加工中或加工后，測量尺寸和形位誤差所依據(jù)的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。例如，在圖1-5中，尺寸L1和L2可用深度卡尺來測量，端面T就是端面A、B的測量基準(zhǔn)。4裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相對(duì)位置所依據(jù)的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。圖1-4d所示齒輪的內(nèi)孔30H7就是齒輪的裝配基準(zhǔn)。上

16、述各種基準(zhǔn)應(yīng)盡可能使之重合。在設(shè)計(jì)機(jī)器零件時(shí)，應(yīng)盡量選用裝配基準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；在編制零件的加工工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)盡量選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為工序基準(zhǔn)；在加工及測量工作時(shí)，應(yīng)盡量選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)及測量基準(zhǔn)；以消除由于基準(zhǔn)不重合引起的誤差（基準(zhǔn)不重合誤差計(jì)算參見第四章第二節(jié)、第五章第二節(jié)）。裝夾一、工件的裝夾 在機(jī)床上加工工件時(shí)，為使工件在該工序所加工表面能達(dá)到規(guī)定的尺寸與形位公差要求，在開動(dòng)機(jī)床進(jìn)行加工之前，必須首先將工件放在機(jī)床上或夾具中，使它在夾緊之前就相對(duì)于機(jī)床占有某一正確的位置，此過程稱為定位。工件在定位之后還不一定能承受外力的作用，為了使工件在加工過程中總能保持其正確位置，還必須把它壓緊，

17、此過程稱為夾緊。工件的裝夾過程就是定位過程和夾緊過程的綜合。定位的任務(wù)是使工件相對(duì)于機(jī)床占有某一正確的位置，夾緊的任務(wù)則是保持工件的定位位置不變。定位過程與夾緊過程都可能使工件偏離所要求的正確位置而產(chǎn)生定位誤差與夾緊誤差。定位誤差與夾緊誤差之和稱為裝夾誤差。二、工件的定位 物體在空間具有六個(gè)自由度，即沿三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)（分別用符號(hào) 、 和 表示） 和繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)（分別用x、y和z表示），如果完全限制了物體的這六個(gè)自由度，則物體在空間的位置就完全確定了。工件的定位應(yīng)使工件在空間相對(duì)于機(jī)床占有某一正確的位置，這個(gè)正確位置是根據(jù)工件的加工要求確定的。為了達(dá)到某一工序的加工要求，有時(shí)不一定要完全

18、限制工件的六個(gè)自由度。例如，在圖1-6所示工件上銑一個(gè)通槽，其加工要求為：槽底到工件底面A的尺寸為 ，并要求槽底與工件底面A平行；槽側(cè)面到工件側(cè)面B的尺寸為 ，并要求槽側(cè)面與側(cè)面B平行。為保證要求，工件的底面A應(yīng)放置在與銑床工作臺(tái)面相平行的平面上定位，三點(diǎn)可以決定一個(gè)平面這就相當(dāng)于在工件的底面A上設(shè)置了三個(gè)支承點(diǎn)，它限制了工件 、 三個(gè)自由度；為保證要求，工件的側(cè)面B應(yīng)緊靠與銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給方向相平行的某一直線，兩點(diǎn)可以決定一條直線，這就相當(dāng)于讓工件側(cè)面靠在兩個(gè)支承點(diǎn)上，它限制了工件 和 兩個(gè)自由度。限制了上述 、 、 、 、 五個(gè)自由度，就可以保證圖1-6所示工件的加工要求，工件沿y方向的

19、移動(dòng)自由度 可以不加限制。 裝夾綜上分析知，欲使工件在空間處于完全確定的位置，必須選用與加工件相適應(yīng)的6個(gè)支承點(diǎn)來限制工件的6個(gè)自由度，這就是工件定位的六點(diǎn)定位原理。但工件加工不一定非要使工件的位置達(dá)到完全確定的程度，圖1-6所示加工實(shí)例，按照銑槽工序的加工要求，就只需限制5個(gè)自由度就足夠了。工件在機(jī)床夾具上定位究竟需要限制那幾個(gè)自由度，可根據(jù)工序的加工要求確定。分析工件定位所限制的自由度數(shù)時(shí)，必須把定位與夾緊區(qū)別開來，在圖1-6所示加工實(shí)例中，工件限制了5個(gè)自由度， 自由度可以不限制；但工件在夾緊后沿y軸確實(shí)是不能再移動(dòng)了，這能不能說 自由度也被限制了呢？不能這樣認(rèn)為，因?yàn)楣ぜ鄬?duì)于機(jī)床的定

20、位位置是在夾緊動(dòng)作之前就已確定了的，夾緊的任務(wù)只是保持原先的定位位置不變。 工件加工所需限制的所有自由度必須全部限制，否則就會(huì)產(chǎn)生欠定位現(xiàn)象。例如，在上例中，銑槽工序需限制 、 、 、 五個(gè)自由度，如果在工件側(cè)面B上只放置一個(gè)支承點(diǎn)，則工件的z自由度就未加限制，加工出來的工件就不能滿足尺寸 的要求，也不能滿足槽側(cè)面須與工件側(cè)面B平行的要求，欠定位的情況是不允許的。工件定位是通過定位元件來實(shí)現(xiàn)的，在選擇定位元件時(shí)，原則上不允許出現(xiàn)幾個(gè)定位元件同時(shí)限制工件某一自由度的情況。幾個(gè)定位元件重復(fù)限制工件某一自由度的定位現(xiàn)象，稱為過定位。例如，在滾齒機(jī)上加工齒輪時(shí)，工件是以孔和它的一個(gè)端面作為定位基面裝夾

21、在滾齒機(jī)心軸1和支承凸臺(tái)3上的（圖1-7），心軸1限制了工件的 、 、y四個(gè)自由度，支承凸臺(tái)3限制了工件的 、x、y三個(gè)自由度，心軸1和支承凸臺(tái)3同時(shí)重復(fù)限制了工件的x和y兩個(gè)自由度，出現(xiàn)了過定位現(xiàn)象。一般說，滾齒機(jī)心軸軸線與支承凸臺(tái)平面的垂直度誤差是很小的，而被加工工件孔中心線與端面的垂直度誤差則較大；工件以內(nèi)孔定位裝在滾齒機(jī)心軸1中并用螺帽7將工件4壓緊在支承凸臺(tái)3上后，會(huì)使機(jī)床心軸產(chǎn)生彎曲變形或使工件產(chǎn)生翹曲變形。出現(xiàn)過定位情況，通常會(huì)使加工誤差增大。在研究確定定位方案時(shí)，原則上不允許出現(xiàn)某一自由度出現(xiàn)重復(fù)限制的情況；只有在需要增強(qiáng)工件系統(tǒng)的剛度而各定位面間又具有較高位置精度的條件下才允

22、許采用過定位定位方案。對(duì)于圖1-7所示過定位定位方式，為減小由于過定位引起的心軸彎曲或工件翹曲誤差，通常要求定位孔與定位端面應(yīng)相互垂直。知識(shí)點(diǎn)要求 了解機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展方向。 熟悉了解生產(chǎn)過程和工藝過程的概念，能夠準(zhǔn)確判別生產(chǎn)過程中的那些生產(chǎn)活動(dòng)屬于工藝過程，那些生產(chǎn)活動(dòng)不屬于工藝過程。 熟悉了解工藝過程每個(gè)組成的定義。 熟悉了解三種不同生產(chǎn)類型的工藝特征，能根據(jù)生產(chǎn)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件本身的特性確定生產(chǎn)類型。 熟悉了解設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)的概念。 掌握工件定位的六點(diǎn)定位原理，消化理解表1-5所列常見典型定位方式和定位元件所限制的自由度。 熟悉了解欠定位和過定位的

23、基本概念。金屬切削原理金屬切削原理機(jī)械制造技術(shù)金屬切削金屬切削機(jī)械制造技術(shù)金屬切削 切削過程是刀具和工件材料相互作用，刀具從工件表面上切去多余材料得到預(yù)期零件表面的過程。 金屬切削的方式方法都會(huì)對(duì)切削的質(zhì)量產(chǎn)生影響。 伴隨著切削過程，會(huì)產(chǎn)生切削變形、切削力、切削熱和刀具磨損等一系列現(xiàn)象。切削表面與切削運(yùn)動(dòng) 待加工表面 已加工表面 過渡表面切削表面與切削運(yùn)動(dòng) 主運(yùn)動(dòng) Vc 在切削加工中起主要的、消耗動(dòng)力最多的運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) Vf 在切削加工中為使金屬層不斷投入切削，保持切削連續(xù)進(jìn)行，而附加的刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以是一個(gè)或多個(gè)，某些切削中也可能不存在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

24、 合成運(yùn)動(dòng) Ve切削表面與切削運(yùn)動(dòng)切削表面與切削運(yùn)動(dòng)作業(yè)：分析車銑刨磨等各類機(jī)械加工中的加作業(yè)：分析車銑刨磨等各類機(jī)械加工中的加工表面、主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工表面、主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。金屬切削的三要素金屬切削的三要素 切削速度 vc （m/s或m/min） 切削刃相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)速度稱為切削速度。 d切削刃上選定點(diǎn)的回轉(zhuǎn)直徑，mm; n主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速，r/s或r/min. 由于切削刃上各點(diǎn)的切削速度可能是不同，計(jì)算時(shí)常用最大切削速度代表刀具的切削速度。1000dnvc金屬切削的三要素 進(jìn)給量 f （mm/r） 工件或刀具轉(zhuǎn)一周（或每往復(fù) 一次），兩者在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移量稱為進(jìn)給量。 背吃刀

25、量 ap （mm） 刀具切削刃與工件的接觸長度在同時(shí)垂直于主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)的方向上的投影值稱為背吃刀量。zfnzfnfv2mwpdda切削層參數(shù) 切削層公稱厚度 切削層公稱寬度 切削層公稱橫截面積刀具幾何形體 刀體 刀頭 前面 主后面 副后面 主切削刃 副切削刃 刀尖刀具幾何形體 前刀面前刀面 刀具上與切屑接觸并相互作用的表面（即切屑流過切屑流過的表面的表面）； 主后刀面主后刀面 刀具上與工件過渡表面相對(duì)并相互作用的表面； 副后刀面副后刀面 刀具上與已加工表面相對(duì)并相互作用的表面；刀具幾何形體 主切削刃主切削刃 前刀面與主后刀面交線，完成主切削； 副切削刃副切削刃 前刀面與副后刀面交線，配合

26、主切削刃完成修光切削工作，形成已加工表面；刀具幾何形體 刀尖刀尖 主切削刃和副切削刃連接處的一段刀刃，可以是小的直線段或圓弧。作業(yè)：分析作業(yè)：分析45度彎頭車刀不同情況下的切削度彎頭車刀不同情況下的切削表面情況表面情況重點(diǎn)：確定切削刃，判斷刀具角度情況重點(diǎn)：確定切削刃，判斷刀具角度情況附：車刀種類 整體車刀 缺陷：刀尖材料與刀體材料一致，成本高。附：車刀種類 焊接車刀：在碳鋼刀桿上按刀具幾何角度的要求開出刀槽，用焊料將硬質(zhì)合金刀片焊接在刀槽內(nèi)。 缺陷：高溫焊接引起刀片硬度下降、產(chǎn)生裂紋等缺陷，刀具的耐用度會(huì)受影響。附：車刀種類 機(jī)夾車刀：采用普通刀片，用機(jī)械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上使用的車

27、刀。附：車刀種類 可轉(zhuǎn)位車刀：切削刃用鈍后可迅速轉(zhuǎn)位換成相鄰的新切削刃繼續(xù)工作。附：車刀種類 成型車刀 制造較復(fù)雜、成本較高，刀刃工作長度較寬，故易引起振動(dòng)。刀具角度刀具角度機(jī)械制造技術(shù)刀具角度參考系 進(jìn)給速度為0，即vcvf 刀尖與工件中心等高 刀柄中心線與工件中心垂直 主切削刃上選定點(diǎn)與工件中心等高正交平面參考系 基面基面 pr：通過主切削刃上某一指定點(diǎn)，并與該點(diǎn)切削速度方向相垂直的平面。 切削平面切削平面 ps：通過主切削刃上某一指定點(diǎn)，與主切削刃相切并垂直于該點(diǎn)基面的平面。 正交平面正交平面 （主剖面）（主剖面）po ：通過主切削刃上某一指定點(diǎn)，同時(shí)垂直于該點(diǎn)基面和切削平面的平面。法平

28、面參考系 法平面參考系為國際標(biāo)準(zhǔn)； 法平面Pn：通過切削刃上選定點(diǎn)并垂直于切削刃的平面。假定工作平面、背平面參考系 假定工作平面Pr：過切削刃上選定點(diǎn)平行于刀具進(jìn)給方向且垂直于基面的平面； 背平面Pp：過切削刃上選定點(diǎn)同時(shí)垂直于刀具進(jìn)給方向和基面的平面；刀具角度前角前角在正交平面在正交平面Po上測量的刀具前面與基面上測量的刀具前面與基面Pr之間之間的夾角。的夾角。 后角后角在正交平面在正交平面Po上測量的刀具后面與切削平面上測量的刀具后面與切削平面Ps之間的夾角。之間的夾角。 副后角副后角在副正交平面在副正交平面Po上測量的副后面上測量的副后面Aa與副切與副切削平面削平面Ps 之間的夾角。之間

29、的夾角。ooo刀具角度主偏角主偏角在基面在基面Pr上測量的切削平面上測量的切削平面Ps與假定工作平面與假定工作平面Pf之間的夾角。之間的夾角。 副偏角副偏角在基面在基面Pr上測量的副切削平面上測量的副切削平面Ps 與假定工作與假定工作平面平面Pf之間的夾角。之間的夾角。刃傾角刃傾角在切削平面在切削平面Ps上測量的刀具主切削刃上測量的刀具主切削刃S與基面與基面Pr間的夾角。間的夾角。刃傾角總為銳角，其正、負(fù)值的確定原則為：當(dāng)?shù)都馕蝗袃A角總為銳角，其正、負(fù)值的確定原則為：當(dāng)?shù)都馕挥谥髑邢魅械淖罡唿c(diǎn)時(shí)，刃傾角為正值；反之為負(fù)值。于主切削刃的最高點(diǎn)時(shí)，刃傾角為正值；反之為負(fù)值。 rrs刀具角度 刀具角

30、度010 021a90r 7 r 0s 012 a016 013a60r 7s 010 a。，8r作業(yè)：按照以下角度值繪制刀具，并構(gòu)建三維模型。作業(yè)：按照以下角度值繪制刀具，并構(gòu)建三維模型。外圓車刀外圓車刀切斷刀切斷刀刀具角度選擇刀具角度選擇機(jī)械制造技術(shù)各類車刀作業(yè)：每組繪制作業(yè)：每組繪制45種不同刀具，并種不同刀具，并標(biāo)注刀具角度圖。標(biāo)注刀具角度圖。楔角與刀尖角 為比較切削刃、刀尖的強(qiáng)度，還定義了楔角0 和刀尖角r 兩個(gè)角度，它們也屬派生角度。 楔角：在正交平面中，前刀面與主后刀面之間的夾角。 刀尖角：主切削刃與副切削刃在基面上投影之間的夾角。前角的影響 前角越大，切削造成的阻力就越小，由此

31、產(chǎn)生的切削力與切削熱也隨之減少； 前角越大，楔角越小，刀具強(qiáng)度也隨之減小，刀具散熱性能下降； 減小前角或使用負(fù)前角，切削刃變鈍，加工表面質(zhì)量變差；前角影響前角影響前角的選擇 工件強(qiáng)度、硬度較低，可采用前角較大的刀具；反之前角應(yīng)較?。粚?duì)于特別硬的材料，刀具前角應(yīng)減小設(shè)置采用負(fù)前角。 加工塑性材料，采用較大前角；加工脆性材料，則采用較小前角； 成形刀具加工面積較大，沖擊交大，應(yīng)選取小的前角以防止刀具畸變； 高速鋼刀具韌性好，前角可510度；硬質(zhì)合金鋼刀具則可增大到30度。后角的影響 增大后角，能有效減少刀具與工件（后刀面與切削表面）之間的摩擦，提高工件表面加工質(zhì)量； 后角越大，楔角越小，刀具強(qiáng)度也

32、隨之減小，散熱條件也會(huì)變差； 后角越大，刀具耐磨性越高。磨鈍標(biāo)準(zhǔn)不一（VB、NB），后角選擇不一。后角影響后角影響后角的選擇 增大后角，能有效減少刀具與工件（后刀面與切削表面）之間的摩擦，提高工件表面加工質(zhì)量； 后角越大，楔角越小，刀具強(qiáng)度也隨之減小，散熱條件也會(huì)變差。后角影響后角影響主偏角的影響 主偏角越小，切削刃越長，切削熱散熱情況有所改善；隨著切削層變薄，切削越省力； 主偏角越小，對(duì)工件沖擊力越大（背向力、徑向力），降低加工質(zhì)量； 主偏角改變切削層形狀，影響刀具承受的負(fù)荷，影響刀具磨損和耐用度。主偏角影響主偏角影響主偏角的選擇 工件材料強(qiáng)度較大，選擇小主偏角刀具，以減小刀具的背向力，減小

33、刀具振動(dòng)； 按照工件形狀與工藝加工要求合理選擇刀具。副偏角的影響 副偏角改變加工殘留面積，影響加工表面的粗糙度。 副偏角過大影響刀具散熱條件。副偏角的選擇 副偏角過大，降低刀具強(qiáng)度與散熱條件； 副偏角過小，增大副后刀面與已加工表面之間摩擦，引起振動(dòng)； 在不引起振動(dòng)的前提下，副偏角應(yīng)盡可能減小。作業(yè)：作業(yè)： 敘述各個(gè)刀具角度的位置、作用及對(duì)金屬切削的敘述各個(gè)刀具角度的位置、作用及對(duì)金屬切削的影響。影響。 敘述各個(gè)刀具角度的選擇方法。敘述各個(gè)刀具角度的選擇方法。切削力切削力機(jī)械制造技術(shù)切削力的產(chǎn)生 金屬切削時(shí)，刀具金屬切削時(shí)，刀具切除工件上切削層切除工件上切削層金屬，使之成為切金屬，使之成為切屑，

34、產(chǎn)生切削力。屑，產(chǎn)生切削力。切削力的產(chǎn)生（1）克服工件材料彈性變）克服工件材料彈性變形的力；形的力； （2）克服工件材料塑性變）克服工件材料塑性變形的力；形的力； （3）克服刀具）克服刀具切切屑、刀屑、刀具具工件接觸面上的摩工件接觸面上的摩擦力。擦力。切削合力切削力或切向力，切削力或切向力，計(jì)算切削功率和設(shè)計(jì)機(jī)床計(jì)算切削功率和設(shè)計(jì)機(jī)床的主要參數(shù)。的主要參數(shù)。 進(jìn)給力或軸向力，進(jìn)給力或軸向力，設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)或校核設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)或校核其強(qiáng)度的主要參數(shù)，約為其強(qiáng)度的主要參數(shù)，約為0.1-0.6F0.1-0.6Fc c。背向力或徑向力，背向力或徑向力，使機(jī)床加工系統(tǒng)（含機(jī)床、使機(jī)床加工系統(tǒng)（含機(jī)床

35、、刀具、工件）產(chǎn)生變形，對(duì)加工精度的影響刀具、工件）產(chǎn)生變形，對(duì)加工精度的影響較大。約為較大。約為0.15-0.7F0.15-0.7Fc c 。cFfFpF222pfcFFFFkWfnFvFPwfccc310)1000(kWvFPccc310Fp位移很小，忽略不計(jì)，僅位移很小，忽略不計(jì)，僅Fc、Ff做功。做功。Ff的功率相比的功率相比Fc約為的約為的1%，相比之下太小，切削，相比之下太小，切削功率可近似為功率可近似為式中式中切削力（切削力（N）；）；切削速度切削速度（m/s）；）； 進(jìn)給力（進(jìn)給力（N）；）；工件轉(zhuǎn)速工件轉(zhuǎn)速（r/s）；）； 進(jìn)給量（進(jìn)給量（mm/r）cFcvfFwnf切削功率

36、根據(jù)切削功率選擇機(jī)床電動(dòng)機(jī)時(shí)，還要考慮根據(jù)切削功率選擇機(jī)床電動(dòng)機(jī)時(shí)，還要考慮機(jī)床的傳動(dòng)效率。機(jī)床的傳動(dòng)效率。機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率PEPE應(yīng)為：應(yīng)為： 式中式中 m m機(jī)床傳動(dòng)效率，取機(jī)床傳動(dòng)效率，取0.750.750.850.85。 切削功率單位切削力 單位切削面積上的切削力稱為單位切削力，單位切削面積上的切削力稱為單位切削力，用用Kc（Nmm2）表示。）表示。影響切削力的主要因素 刀具幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù) 切削用量（切削用量（V, f, ap） 工件材料工件材料 刀具材料刀具材料 切削液切削液 刀具磨損刀具磨損 機(jī)床和裝夾機(jī)床和裝夾切削用量的影響（l）背吃刀量背吃刀量ap和進(jìn)給量

37、和進(jìn)給量f 當(dāng)當(dāng)ap和和f增加時(shí)，切削面積增加，切削變形增加時(shí)，切削面積增加，切削變形抗力增大，因而切削力增加。抗力增大，因而切削力增加。切削用量的影響（2）切削速度）切削速度v 切削塑性金屬時(shí)，在積屑瘤區(qū)，由于產(chǎn)生切削塑性金屬時(shí)，在積屑瘤區(qū)，由于產(chǎn)生積屑瘤現(xiàn)象，影響刀具實(shí)際前角大小，從積屑瘤現(xiàn)象，影響刀具實(shí)際前角大小，從而影響變形，影響了切削力。而影響變形，影響了切削力。切削用量的影響（2）切削速度）切削速度v 在無積屑瘤時(shí)（高速），隨在無積屑瘤時(shí)（高速），隨v的增加而切削力減小。的增加而切削力減小。原因：原因：1 1）摩擦系數(shù)的變化，）摩擦系數(shù)的變化，2 2）切削溫度的變化）切削溫度的變化

38、 切削脆性金屬時(shí)，切削脆性金屬時(shí)，v增加，切削力減小，但變化不增加，切削力減小，但變化不大。主要是由于產(chǎn)生崩碎切屑，刀具大。主要是由于產(chǎn)生崩碎切屑，刀具切屑切屑接觸接觸面摩擦力很小所致。面摩擦力很小所致。刀具幾何參數(shù)的影響(1)前角前角切塑性金屬時(shí)，切塑性金屬時(shí)，F(xiàn)z隨前角增大而降低。隨前角增大而降低。原因：前角增大原因：前角增大切屑流出阻力減小切屑流出阻力減小Fz降低。降低。（加工塑性較大的金屬時(shí)，前角對(duì)切削力的影響比（加工塑性較大的金屬時(shí)，前角對(duì)切削力的影響比加工塑性較小的金屬更顯著。）加工塑性較小的金屬更顯著。）刀具幾何參數(shù)的影響（1）前角）前角切塑性金屬時(shí)，切塑性金屬時(shí)，F(xiàn)z隨前角增大而降低。隨前角增大而降低。原因：前角增大原因：前角增大切屑流出阻力減小切屑流出阻力減小Fz降低。降低。（加工塑性較大的金屬時(shí)，前角對(duì)切削力